智能無鹵低煙發(fā)熱電纜的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電力電子【技術領域】，具體涉及一種發(fā)熱電纜。智能無鹵低煙發(fā)熱電纜，包括電纜線芯，在電纜線芯外包裹有一絕緣層，絕緣層的外部由內(nèi)而外依次設有屏蔽層和護套層，絕緣層包括一采用高分子材料和導電顆?；旌现瞥傻膬?nèi)絕緣層和一采用礦物質(zhì)制成的外絕緣層。由于采用上述技術方案，本實用新型具有較高的使用安全性，不會釋放有毒有害物質(zhì)，既不會污染環(huán)境，也不會影響人員健康，是一種環(huán)保型產(chǎn)品，同時也具備控制電纜發(fā)熱溫度范圍的性能。
【專利說明】 智能無鹵低煙發(fā)熱電纜
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力電子【技術領域】，具體涉及一種發(fā)熱電纜。
【背景技術】
[0002]發(fā)熱電纜是以電力為能源，利用合金電阻絲進行通電發(fā)熱，來達到采暖或者保溫效果的一種電纜結構。發(fā)熱電纜內(nèi)芯由冷線熱線組成，外面由絕緣層、接地、屏蔽層和外護套組成。通電后，熱線發(fā)熱，并在40°C?60°C的溫度區(qū)間內(nèi)運行，埋設在填充層內(nèi)的發(fā)熱電纜，將熱能通過熱傳導的方式和發(fā)出的8um?13um的遠紅外熱輻射方式傳給受熱體。
[0003]由于熱源為電纜的內(nèi)部線芯，其實際運行原理是電纜在電力傳輸過程中的熱損耗。而傳統(tǒng)發(fā)熱電纜的絕緣層在起到絕緣作用的同時也降低了發(fā)熱電纜的熱傳遞效率。同時，在發(fā)熱電纜工作時，存在因繞包、絕緣或者護套結構在長期處于受熱狀況下而散發(fā)出有毒有害物質(zhì)的現(xiàn)象，危害人體健康，同時也會產(chǎn)生環(huán)境污染。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于，提供一種智能無鹵低煙發(fā)熱電纜，解決以上技術問題。
[0005]本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現(xiàn):
[0006]智能無鹵低煙發(fā)熱電纜，包括電纜線芯，在所述電纜線芯外包裹有一絕緣層，所述絕緣層的外部由內(nèi)而外依次設有屏蔽層和護套層，其特征在于，所述絕緣層包括一采用導電高分子材料制成的內(nèi)絕緣層、一采用陶瓷硅橡膠制成的外絕緣層，所述導電高分子材料為高分子材料與導電顆粒的混合物。
[0007]本實用新型通過設置雙絕緣層結構，增加了產(chǎn)品的使用安全性，其中內(nèi)絕緣層由高分子材料混合導電顆粒制成，具有低溫導通，高溫絕緣的性能。當內(nèi)絕緣層處于低溫時，聚合物結晶間的導電粒子構成導電網(wǎng)絡，呈導通狀態(tài)，使得內(nèi)絕緣層導電，相當于增加了電纜線芯的線徑，便于產(chǎn)生更多熱量，同時減免了傳統(tǒng)絕緣層的作用，熱量得以迅速向外傳遞；當電流逐漸增大時，內(nèi)絕緣層的溫度也隨之升高，聚合物體積膨脹，當內(nèi)絕緣層達到溫度承受極限時，聚合物全部由結晶態(tài)轉(zhuǎn)為非結晶態(tài)，使導電粒子的連系網(wǎng)絡斷裂，因而使內(nèi)絕緣層絕緣，絕緣后的內(nèi)絕緣層起到傳統(tǒng)絕緣層的作用，相當于減小電纜線芯的線徑，增加了熱傳遞的阻礙，降低熱傳遞效率，此時電纜溫度將因此而逐漸降低；當溫度持續(xù)降低且不再有大電流后，等待一段時間后聚合物恢復結晶狀態(tài)，其中的導電粒子又構建了導電網(wǎng)絡，使內(nèi)絕緣層又導通，繼續(xù)提高熱傳遞效率，周而復始，以便達到自動控制發(fā)熱電纜的加熱溫度范圍的效果，防止超溫后燒毀電纜，引起火災等情況發(fā)生。而外絕緣層的礦物質(zhì)結構可以有效防止在內(nèi)絕緣層導通情況下對外部保護層形成傷害，同時也能夠保護內(nèi)部線芯不受外部侵蝕和燒灼，相比較傳統(tǒng)聚合物絕緣層，礦物質(zhì)制成的外絕緣層具有更高的熔點，使用更安全，可以在內(nèi)絕緣層受到高熱破壞時繼續(xù)維持絕緣層的基本絕緣作用。
[0008]所述電纜線芯采用碳纖維發(fā)熱體制成的電纜線芯。本實用新型通過將傳統(tǒng)電纜線芯的金屬導體替換成碳纖維，提高了產(chǎn)品的柔韌性。碳纖維是一種力學性能優(yōu)異的材料，比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料的抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7?9倍，其軸向強度和模量高，密度低、無蠕變、非氧化環(huán)境下耐超高溫、耐疲勞性好，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性。由于碳纖維材料的特性，使得作為電纜線芯后能夠在確保電纜線芯功能的基礎上，使得電纜產(chǎn)品的整體重量更小，卻保持了導電和導熱特性，又增加了機械強度。
[0009]所述屏蔽層采用銅絲制成的銅絲屏蔽層。當電纜線芯內(nèi)通入電流后，由于電磁感應會在電纜周圍形成磁場，如果電磁場超過100微特斯拉就會對人體健康和其他電器造成影響，通過設置銅絲屏蔽層把電磁場限制在線芯內(nèi)，使之不能擴散到外部；同時，銅制的屏蔽層也有利于增加電纜整體的機械強度和抗拉強度，延長其使用壽命。
[0010]所述屏蔽層與所述護套層之間設有一繞包層，所述繞包層采用礦物質(zhì)帶繞包層。本實用新型通過設置礦物質(zhì)帶繞包層，增強了產(chǎn)品的耐高溫和防火性能，由于礦物質(zhì)無機材料相比較有機材料更為輕盈，節(jié)省了材料也減輕了產(chǎn)品重量，便于運輸；礦物質(zhì)大部分具有較高熔點，同時還具有良好的柔軟性，即便在極高溫度下燃燒時，也基本不存在揮發(fā)有害物質(zhì)的現(xiàn)象，是安全環(huán)保的絕緣材料。
[0011]所述護套層采用銅制成的銅護套層。本實用新型采用銅作為護套層材料，使得電纜的熱傳導性能更好，并且銅不具備燃燒特性，因此可以有效避免傳統(tǒng)護套層材料燃燒以及燃燒中排出有害物質(zhì)的問題。
[0012]所述銅護套層外還設有一使用低煙無鹵材料制成的低煙無鹵護套，在產(chǎn)品運輸過程中，低煙無鹵護套可以有效保護銅護套層不受損傷；在燃燒時，低煙無鹵護套不會產(chǎn)生有毒氣體，具有安全而環(huán)保的效果。
[0013]所述電纜線芯至少設有兩個，任一所述電纜線芯的外部分別設有一所述絕緣層，至少兩個所述電纜線芯呈束狀排列后，在外部由內(nèi)而外緊密包裹所述屏蔽層和所述繞包層，所述繞包層外依次設有所述護套層和所述低煙無齒護套；
[0014]至少兩個所述電纜線芯排列后與所述屏蔽層之間的間隙內(nèi)設有填充料，以便加固電纜內(nèi)部層間結構。
[0015]當電纜線芯設有兩個時，兩個所述電纜線芯的截面呈一字排列，排列后在兩個所述電纜線芯的外部由內(nèi)而外緊密包裹所述屏蔽層和所述繞包層，在所述繞包層外依次設有所述護套層和所述低煙無鹵護套，所述護套層與所述繞包層之間設有所述填充料，以便使整個電纜成型后保持圓形截面。
[0016]有益效果:由于采用上述技術方案，本實用新型不僅具有較高的使用安全性，不會釋放有毒有害物質(zhì)，既不會污染環(huán)境，也不會影響人員健康，是一種環(huán)保型產(chǎn)品，同時也具備控制電纜發(fā)熱溫度范圍的性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的另一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示進一步闡述本實用新型。[0020]參照圖1，智能無鹵低煙發(fā)熱電纜，包括碳纖維發(fā)熱體制成的電纜線芯1，在電纜線芯I外由內(nèi)而外依次設有絕緣層、屏蔽層4、繞包層5、銅護套層6和低煙無鹵護套7，其中絕緣層包括采用高分子材料和導電顆?；旌现瞥傻膬?nèi)絕緣層2和采用礦物質(zhì)制成的外絕緣層3。
[0021]本實用新型通過設置雙絕緣層結構，增加了產(chǎn)品的使用安全性，其中內(nèi)絕緣層由高分子材料混合導電顆粒制成，具有低溫導通，高溫絕緣的性能。當內(nèi)絕緣層處于低溫時，聚合物結晶間的導電粒子構成導電網(wǎng)絡，呈導通狀態(tài)，使得內(nèi)絕緣層導電，相當于增加了電纜線芯的線徑，便于產(chǎn)生更多熱量，同時減免了傳統(tǒng)絕緣層的作用，熱量得以迅速向外傳遞；當電流逐漸增大時，內(nèi)絕緣層的溫度也隨之升高，聚合物體積膨脹，當內(nèi)絕緣層達到溫度承受極限時，聚合物全部由結晶態(tài)轉(zhuǎn)為非結晶態(tài)，使導電粒子的連系網(wǎng)絡斷裂，因而使內(nèi)絕緣層絕緣，絕緣后的內(nèi)絕緣層起到傳統(tǒng)絕緣層的作用，相當于減小電纜線芯的線徑，增加了熱傳遞的阻礙，降低熱傳遞效率，此時電纜溫度將因此而逐漸降低；當溫度持續(xù)降低且不再有大電流后，等待一段時間后聚合物恢復結晶狀態(tài)，其中的導電粒子又構建了導電網(wǎng)絡，使內(nèi)絕緣層又導通，繼續(xù)提高熱傳遞效率，周而復始，以便達到自動控制發(fā)熱電纜的加熱溫度范圍的效果，防止超溫后燒毀電纜，引起火災等情況發(fā)生。而外絕緣層的礦物質(zhì)結構可以有效防止在內(nèi)絕緣層導通情況下對外部保護層形成傷害，同時也能夠保護內(nèi)部線芯不受外部侵蝕和燒灼，相比較傳統(tǒng)聚合物絕緣層，礦物質(zhì)制成的外絕緣層具有更高的熔點，使用更安全，可以在內(nèi)絕緣層受到高熱破壞時繼續(xù)維持絕緣層的基本絕緣作用。
[0022]本實用新型通過將傳統(tǒng)電纜線芯的金屬導體替換成碳纖維，提高了產(chǎn)品的柔韌性。碳纖維是一種力學性能優(yōu)異的材料，比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料的抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7?9倍，其軸向強度和模量高，密度低、無蠕變、非氧化環(huán)境下耐超高溫、耐疲勞性好，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性。由于碳纖維材料的特性，使得作為電纜線芯后能夠在確保電纜線芯功能的基礎上，使得電纜產(chǎn)品的整體重量更小，卻保持了導電和導熱特性，又增加了機械強度。
[0023]屏蔽層4采用銅絲制成的銅絲屏蔽層。當電纜線芯內(nèi)通入電流后，由于電磁感應會在電纜周圍形成磁場，如果電磁場超過100微特斯拉就會對人體健康和其他電器造成影響，通過設置銅絲屏蔽層把電磁場限制在線芯內(nèi)，使之不能擴散到外部；同時，銅制的屏蔽層也有利于增加電纜整體的機械強度和抗拉強度，延長其使用壽命。
[0024]繞包層5采用礦物質(zhì)帶繞包層。本實用新型通過設置礦物質(zhì)帶繞包層，增強了產(chǎn)品的耐高溫和防火性能，由于礦物質(zhì)無機材料相比較有機材料更為輕盈，節(jié)省了材料也減輕了產(chǎn)品重量，便于運輸；礦物質(zhì)大部分具有較高熔點，同時還具有良好的柔軟性，即便在極高溫度下燃燒時，也基本不存在揮發(fā)有害物質(zhì)的現(xiàn)象，是安全環(huán)保的絕緣材料。
[0025]護套層6采用銅制成的銅護套層。本實用新型采用銅作為護套層材料，使得電纜的熱傳導性能更好，并且銅不具備燃燒特性，因此可以有效避免傳統(tǒng)護套層材料燃燒以及燃燒中排出有害物質(zhì)的問題。銅護套層外還設有一使用低煙無鹵材料制成的低煙無鹵護套7，在產(chǎn)品運輸過程中，低煙無鹵護套7可以有效保護銅護套層不受損傷；在燃燒時，低煙無鹵護套7不會產(chǎn)生有毒氣體，具有安全而環(huán)保的效果。
[0026]參照圖2，電纜線芯I設有兩個，兩個電纜線芯I外部分別由內(nèi)而外包裹內(nèi)絕緣層2和外絕緣層3，兩個電纜線芯I的截面呈一字排列，排列后在兩個電纜線芯I的整體在外部由內(nèi)而外緊密包裹屏蔽層4和繞包層5，在繞包層5外依次設有護套層6和低煙無鹵護套7，護套層6與繞包層5之間設有填充料，以便使整個電纜成型后保持圓形截面。
[0027]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.智能無鹵低煙發(fā)熱電纜，包括電纜線芯，在所述電纜線芯外包裹有一絕緣層，所述絕緣層的外部由內(nèi)而外依次設有屏蔽層和護套層，其特征在于，所述絕緣層包括一采用導電高分子材料制成的內(nèi)絕緣層、一采用陶瓷硅橡膠制成的外絕緣層，所述電纜線芯采用碳纖維發(fā)熱體制成的電纜線芯，所述屏蔽層采用銅絲制成的銅絲屏蔽層，所述屏蔽層與所述護套層之間設有一繞包層，所述繞包層采用礦物質(zhì)帶繞包層，所述護套層采用銅制成的銅護套層。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能無鹵低煙發(fā)熱電纜，其特征在于，所述銅護套層外還設有一使用低煙無鹵材料制成的低煙無鹵護套。
3.根據(jù)權利要求2所述的智能無鹵低煙發(fā)熱電纜，其特征在于，所述電纜線芯至少設有兩個，任一所述電纜線芯的外部分別設有一所述絕緣層，至少兩個所述電纜線芯呈束狀排列后，在外部由內(nèi)而外緊密包裹所述屏蔽層和所述繞包層，所述繞包層外依次設有所述護套層和所述低煙無鹵護套。
【文檔編號】H05B3/56GK203801089SQ201320676836
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權日:2013年10月29日
【發(fā)明者】陳浩, 陳智, 秦川, 彭雪梅, 李金成, 付啟飛, 陳陣 申請人:上海永進特種電纜有限公司